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营养与健康所姚依昆研究组合作发现在翻译水平调控T细胞死亡的关键因子

花匠小妙招
2024-10-31 06:04

10月21日，《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS）在线发表了中国科学院上海营养与健康研究所姚依昆研究组合作研究论文“AMBRA1 controls the translation of immune-specific genes in T lymphocytes“。该研究筛选并鉴定出FAS介导的T细胞死亡过程中的关键调控蛋白AMBRA1（Activating molecule in BECN1-regulated autophagy protein 1），揭示了AMBRA1在翻译水平控制TCR信号传导、T细胞周期和T细胞死亡的新机制。

抗原刺激T细胞受体后，T细胞会迅速活化，并分化为效应T细胞或记忆T细胞。活化的T细胞快速启动糖酵解以产生能量和促进T细胞增殖的必需成分，这一过程中T细胞需要快速合成大量蛋白。因此除转录水平调控外，高效的翻译水平调控在T细胞激活中同样可能发挥重要作用。过往T细胞激活和激活诱导的T细胞死亡的相关研究多集中于T细胞转录层面的调控，对T细胞翻译水平的探究有所不足。

为了揭示介导T细胞死亡的新调控因子，研究人员利用全基因组CRISPR文库筛选，发现支架蛋白AMBRA1在FAS介导的T细胞死亡过程中起重要作用。AMBRA1蛋白是一种系统发育保守的支架蛋白，既往研究显示AMBRA1是自噬、E3泛素连接酶活性和细胞周期蛋白的关键调控因子，但未见AMBRA1在淋巴细胞中的功能及翻译相关调控机制的报道。

研究人员利用流式细胞术、免疫印迹及一系列功能实验验证了敲除AMBRA1能够降低FAS蛋白表达，抑制FAS途径诱导的T细胞凋亡。进一步的机制探究中，研究人员利用OPP掺入结合点击化学，蔗糖梯度离心分离核糖体及其结合的mRNA等手段，发现AMBRA1促进FAS mRNA翻译，该调节作用对于T细胞活化后FAS的完全表达至关重要。

研究人员通过RNA-seq和质谱结果发现TCR信号能刺激AMBRA1表达大量增加，进一步利用TCR下游通路抑制剂和AMBRA1 5‘UTR报告基因，研究人员发现存在TCR刺激诱导的翻译控制通路，可在T细胞活化后通过CD28–PI3K–mTORC1–eIF4F轴增强AMBRA1翻译，调节FAS和其他免疫相关基因的表达。

接下来研究人员利用一系列蛋白互作和翻译水平检测技术如Bio-ID, SunSET, SILAC结合mePROD等提示AMBRA1与多个核糖体蛋白互作，促进了多种核糖体生物合成相关蛋白的翻译。全蛋白组学分析等实验显示，除了FAS，许多TCR信号基因（例如CD69、CD28、PD1和CTLA4）的蛋白翻译同样受到AMBRA1调控，表明AMBRA1对T细胞信号蛋白的翻译有广泛的影响。

综上，该研究发现AMBRA1基因在TCR活化和FAS诱导的T细胞死亡信号的翻译调控中发挥了重要作用，为未来研究TCR信号的翻译调控并开发针对翻译调控环节的免疫疗法提供了可能的方向。

中国科学院上海营养与健康研究所博士后叶德佶为该论文的共同第一作者。中国科学院上海营养与健康研究所姚依昆研究员和美国国立卫生研究院Michael J. Lenardo研究员为该论文通讯作者。该工作得到国家科技部重点研发计划、卫健委科技重大专项、国家自然科学基金、中国科学院与美国联邦科研机构合作项目等多项基金支持以及中国科学院上海营养与健康研究所所级公共技术中心分析测试技术平台的支持。

原文链接: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2416722121